Avaliação da produção de metano a partir da codigestão de lodo secundário e resíduo alimentar em biorreatores semi-contínuos

Abstract

O presente trabalho apresenta resultados obtidos em ensaios de codigestão com misturas binárias: lodo secundário (LS) e resíduo alimentar (RA) com o propósito de otimizar a produção de biogás em biorreatores semi-contínuos (volume total de 2,1 L e volume útil de 1,8L) com e sem recirculação mecânica. Para alcançar tais resultados, diferentes proporções (volume LS: volume RA) foram avaliadas: 100% LS:0% RA (B1), 90% LS:10% RA (B2) sem recirculação e 90% LS:10% RA (B3) com recirculação do sistema. Os resultados mostram que as misturas binárias tiveram um aumento considerável na produção de biogás em relação ao lodo (controle). A adição de resíduo alimentar (RA) aos biorreatores em regime semi-contínuo contribuiu para o aumento da produção específica de biogás (PEB) de 148,28 mL biogás/g Sólidos Totais Voláteis aplicados (STV aplicados) para B2 e 127,84 mL biogás/g STV aplicados para B3 contra 46,13 mL biogás/g STV aplicados para o controle e, manteve uma maior qualidade de metano em média 56,00%, considerando B2 e B3, contra 33,50% no caso do lodo (100:0). Apesar de uma maior remoção de sólidos totais voláteis (STV) para o biorreator com recirculação mecânica (B3), 94,40% contra 89,00%, para B2, os valores de produção específica de metano (PEM)foram bem semelhantes, 79,20 mL CH4/g STV aplicados e 74,80 mL CH4/g STV aplicados, respectivamente, comprovando a economia energética, pois não houve necessidade de recirculação nesse caso.

The present work presents results obtained in coding and anaerobic assays with binary mixtures: secondary sewage sludge (SS) and food waste (FW) in order to optimize biogas production in semi-continuous bioreactors (total volume 2.1L and useful volume 1.8L) with and without mechanical recirculation. To achieve these results, different ratios (SS volume: FW volume) were evaluated: 100% SS: 0% FW (B1), 90% SS: 10% FW (B2) without system recirculation and 90% SS: 10% FW (B3) with system recirculation. The results show that binary mixtures had a significant increase in biogas production compared to sludge (control). The addition of food residue (FR) to semi-continuous bioreactors contributes to the increase in biogas specific production (BSP) of 148.28 mL biogas / g Volatile Total Solids aplicated (VTS aplicated) for B2 and 127. 84 mL biogas / g VTS aplicated to B3 versus 46.13 mL biogas / g VTS aplicated to control, and maintained a higher methane quality at an average of 56.00%, considering B2 and B3, versus 33.50% for sludge (100:0). Despite the greater removal of complete volatile solids (Rvts) for mechanical recirculating bioreactor (B3), 94.40% vs. 89.00% for B2, methane-specific production (MSP) values are also very common, 79, 20 mL CH4 / g VTS aplicated and 74.80 mL CH4 /g VTS aplicated, respectively, proving economic savings, with no need for recirculation in this case.